[发明专利]暂态电压补偿装置与使用此装置的电源供应器

说明书

技术领域

本发明是有关于一种交换式电源供应器，且特别是有关于一种当电源供应器的负载由轻载转重载时，用以补偿暂态输出电压下冲突波(undershoot)；或者是当电源供应器的负载由轻载转重载时用以补偿暂态输出电压上冲突波(overshoot)的装置与使用此装置的电源供应器。

背景技术

随着各种资讯与通讯设备的快速发展，高效率切换式电源供应器的设计已成为一门结合工程与经验的学问。切换式电源供应器在诸多应用中用于功率转换，包括电脑、照明用换流器以及电信设备。以一般直流转直流的切换式电源供应器来说，负载由轻载转重载的切换瞬间，由于直流转直流的切换式电源供应器的能量，无法及时供应，会造成输出电压瞬间下降，而产生下冲突波(undershoot)。然而，在许多的应用上来说，一个稳定的电压出输，电压瞬间下降的问题发生是应该被抑制在容许范围内。

美商英代尔(Intel)公司在中央处理器所使用的电源上，制定了中央处理器规范(Voltage Regulator Down，VRD)。在此规范中规定了，电源供应器的输出电压需根据中央处理器的需求来改变。

然而，现代的中央处理器在高负荷运行时，动则上百瓦特的功率消耗。而中央处理器在低负荷运行时，一般约五瓦特。现代一般中央处理器的核心电压大约在1V到2V之间，假设一中央处理器的核心电压1V，中央处理器在高负荷运行时假设消耗瓦特数为100Watt时，此时电源供应器必须供应100A的电流，若中央处理器在低负荷运行时，电源供应器只需供应例如5A的电流。

若中央处理器由低负荷运行转变为高负荷运行时，电源供应器的负载亦由轻载转变为重载，此时电源供应器的电压会瞬间下降。当电源供应器所输出的输出电压瞬间下降过多，便会造成中央处理器因核心电压下降进入保护而使电脑当机，更甚者，还有可能会造成中央处理器的损毁。另外，对一个电脑使用者来说，若电脑在工作时当机，是无法被使用者所接受的。若中央处理器由高负荷运行转变为低负荷运行时，电源供应器的负载亦由重载转变为轻载，此时电源供应器的电压会瞬间上升。此种电压瞬间上升的现象，除了会造成中央处理器因核心电压提高所造成的额外功率消耗外，甚至还有可能会造成中央处理器的损毁。

发明内容

本发明的目的就是在提供一种暂态电压补偿装置与使用此装置的电源供应器，当此电源转换器的输出负载由轻载转重载时，提供额外补偿能量至负载，使其输出电压维持稳定，提高电源供应器暂态响应。

本发明的再一目的就是在提供一种暂态电压补偿装置，用以控制一电源转换器，当此电源转换器输出负载由重载转轻载时，使其输出电压维持稳定，提高电源供应器暂态响应。

本发明的又一目的是提供一种使用暂态电压补偿装置的电源供应器，用以当输出负载由重载转轻载时，降低输出电压瞬间上升或下降，进一步使得输出电压稳定，提高电源供应器暂态响应。

本发明一种暂态电压补偿装置，连接电源转换器，此电源转换器具有一电源输出端，此暂态电压补偿装置包括第一运算放大器、直流阻隔元件、第二运算放大器以及能量转移电路。第一运算放大器耦接电源输出端，此第一运算放大器具有一补偿输出端；直流阻隔元件具有第一端及第二端，第一端耦接补偿输出端；第二运算放大器耦接第二端，及参考讯号端，第二运算放大器具有能量控制端；能量转移电路耦接能量控制端，此能量转移电路具有电源提供端及补偿端，其中补偿端耦接电源输出端。

依照本发明的较佳实施例所述的暂态电压补偿装置，上述的能量转移电路包括阻抗元件以及开关元件。阻抗元件的一端为能量转移电路的电源提供端。开关元件的开关控制端为能量转移电路的控制端，开关元件的开关第一端耦接阻抗元件的另一端，开关元件的开关第二端为能量转移电路的补偿端。

本发明提出一种电源供应器，此电源供应器包括电源转换器、第一运算放大器、切换比较电路、直流阻隔元件、第二运算放大器以及能量转移电路。电源转换器包括输入端以及输出端。第一运算放大器耦接电源输出端，第一运算放大器具有一补偿输出端。直流阻隔元件具有第一端及第二端，第一端耦接补偿输出端。切换比较电路耦接补偿输出端并接收锯齿讯号，根据补偿输出端的讯号以及锯齿讯号的差异，产生脉宽调变讯号以控制电源转换器。第二运算放大器耦接第二端，及参考讯号端，第二运算放大器具有一能量控制端。能量转移电路耦接能量控制端，能量转移电路具有电源提供端及补偿端，其中补偿端耦接电源输出端。